(57)【要約】【課題】充電プロセスに起因するバッテリパックへの損傷を最小にしつつ、そのバッテリパックを急速に充電するバッテリ充電器が望まれる。【解決手段】外部電源に接続可能な電力供給部を含む充電器であって，第１および第２のバッテリ電源はバッテリパックに電力を供給するための電力供給部に接続され，コントローラは該第１および第２のバッテリ電源を制御するために，これら第１および第２のバッテリ電源に接続される。第１および第２のバッテリ電源は，望ましくはバッテリに並列に接続される。【選択図】図１
2006311798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源に接続可能な電力供給部と，
バッテリパックに電力を供給するために，前記電力供給部に接続する第１および第２のバッテリ電源と，
前記第１および第２のバッテリ電源を制御するために，該第１および第２のバッテリ電源に接続するコントローラと，
を備える充電器。
【請求項２】
前記第１および第２のバッテリ電源を並列にバッテリに接続する請求項１記載の充電器。
【請求項３】
前記外部電源は，自動車バッテリと，発電機と，交流電源とからなるグループのうちの一つである請求項１記載の充電器。
【請求項４】
前記第１および第２のバッテリ電源の出力電力は同期しない請求項１記載の充電器。
【請求項５】
前記第１および第２のバッテリ電源は，それぞれ第１および第２の可変電流出力を供給する請求項１記載の充電器。
【請求項６】
前記第１および第２の可変電流出力は同期しない請求項５記載の充電器。
【請求項７】
前記コントローラは，前記バッテリパックから温度信号を受信する請求項１記載の充電器。
【請求項８】
前記コントローラによって制御される第３の電源をさらに備え，該第３の電源は前記電力供給部に接続されて，前記バッテリパックに電力を供給する請求項１記載の充電器。
【請求項９】
前記第１，第２および第３のバッテリ電源が，それぞれ第１，第２および第３の可変電流出力を供給する請求項８記載の充電器。
【請求項１０】
前記第１，第２および第３の可変電流出力は同期しない請求項９記載の充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，一般的にはバッテリの充電器に関し，より詳細には複数電流源を備えるバッテリの充電器に関する。なお本願は，2005年4月29日付け米国特許出願N0.60/ 676,041に基づく優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
可搬型電力ツール，アウトドアツール並びにある特定の台所および家庭用具のバッテリパックは，リチウムバッテリ，ニッケルカドミウム，ニッケル水素および鉛酸バッテリなどの再充電可能なバッテリを備え，それにより交換ではなく再充電することができる。それによって，大幅なコスト削減が達成できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
充電プロセスに起因するバッテリパックへの損傷を最小にしつつ，そのバッテリパックを急速に充電するバッテリ充電器が望まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
改善されたバッテリパック充電器が用いられる。該充電器は，外部電源に接続可能な電力供給部と，前記バッテリパックに電力を供給するための前記電力供給部に接続された第１および第２のバッテリ電源と，前記第１および第２のバッテリ電源を制御するための，前記第１および第２のバッテリ電源に接続されたコントローラと，を備える。前記第１および第２のバッテリ電源は，望ましくは，並列にバッテリに接続される。
【０００５】
本発明の追加の特徴および利点が記述されるが，添付された図面および以下の詳細説明により明白になろう。
【実施例】
【０００６】
添付の図面は，本発明の原理の実用的な応用による望ましい実施例を図示している。本発明によるバッテリパックおよび充電器の第１実施例を図１に示す。図において，バッテリパック１０は充電器２０に接続されている。バッテリパック１０は，直列及び／又は並列に接続された複数のバッテリセル１１を備えてもよく，それらがバッテリパック１０の電圧と蓄積容量を決定する。
【０００７】
バッテリパック１０は，三つのバッテリ接点，すなわち第１のバッテリ接点１２と，第２のバッテリ接点１３と，第３のバッテリ接点１４とを備えることができる。バッテリ接点１２は，バッテリパック１０のＢ＋（正）端子である。バッテリ接点１４は，Ｂ−，すなわち負／接地端子である。バッテリ接点１３は，Ｓ，すなわちセンシング端子である。バッテリ接点１２および１４は，バッテリパック１０を充電するために充電器２０（望ましくは以下に述べるように電流源２２）から送られる充電電流を受け取る。
【０００８】
図１に示すように，バッテリセル１１はバッテリ接点１２および１４の間に接続される。さらに，望ましくはバッテリ接点１３および１４の間に，負温度係数（ＮＴＣ）抵抗またはサーミスタＲｔのような温度センシングデバイス１５が接続される。温度センシングデバイスは，バッテリ温度を監視するために，セル１１近傍にあるのが望ましい。本技術の当業者ならば，コンデンサなどの他のコンポーネントまたは回路が，バッテリ温度を表す信号を供給するために使えることを認識するであろう。
【０００９】
バッテリパック１０はまた，先行技術で知られているように識別子を備えてもよく，それによって充電器２０はバッテリバックの種別および容量，ならびにそれらにより充電量を識別することができる。
【００１０】
充電器２０は，望ましくはコントローラ２１を備え，それは次に正（Ｂ＋）端子１６および負（Ｂ−）端子１７を備え，それらはそれぞれバッテリ接点１２および１４を介してバッテリパック１０に結合される。正端子はまた，コントローラ２１がバッテリのピーク電圧を検出するための入力として，望ましくはアナログ／ディジタル変換器の入力として，動作してもよい。
【００１１】
さらに，コントローラ２１は，望ましくは他のアナログ／ディジタル変換器の入力ＴＣを備えてもよく，それは第３のバッテリ接点１３（Ｓ）を介して温度センシングデバイス１５に結合される。これにより，コントローラ２１はバッテリ温度を監視することができる。コントローラ２１は，充電および監視動作を制御するためにマイクロプロセッサ２３を備えてもよい。コントローラはまた，マイクロプロセッサ２３が実行する充電命令を格納するため，及び／又は充電プロセスなどに関する情報を格納するために，メモリ２１Ｍを備えてもよい。
【００１２】
コントローラ２１は，バッテリパック１０に電力を供給するために，少なくとも二つの充電電源を制御することができる。図１に示すように，二つの電流源２２Ａ，２２Ｂがバッテリパック１０に電流を供給する。電流源２２Ａ，２２Ｂはコントローラ２１内に統合されてもよい。望ましくは，電流源２２Ａ，２２Ｂは自励発振コンバータ回路である。
【００１３】
充電器２０およびコントローラ２１と，マイクロプロセッサ２３と電流源２２Ａ，２２Ｂとを含むその内部の要素は，電力供給部２４から必要な電力を受け取り，電力供給部は自動車バッテリ，発電機または交流電源に接続することができる。電力供給部２４は，自動車バッテリ，発電機または交流電源から受け取った電力を，本技術ではよく知られているように，さまざまな要素が必要とする要求条件に合わせて変換することができる。
【００１４】
望ましくは，電流源２２Ａ，２２Ｂはバッテリパック１０に並列に接続される。図３は電流源２２Ａ，２２Ｂの出力電流Ｉａ，Ｉｂをそれぞれ示す。好ましい並列構成により，バッテリパック１０へ送られる電流Ｉｔは出力電流Ｉａ，Ｉｂの合計となる。本技術の当業者であれば，そのような構成により低コストで高出力電流を出せる充電機が実現できることを認識するであろう。そのような高出力電流は，バッテリパックの急速充電を可能にする。
【００１５】
本技術の当業者であれば，出力電流Ｉａ，Ｉｂが必ず同期しないようにすることが望ましいことに気付く。これは，電流が加算されたときの最大電流と最小電流との間の差，すなわちピーク−ツ−ピークの電流「リップル」Ｒが，電流Ｉａ，Ｉｂが同期している場合よりも小さいためである。リップルをより小さくすることは，充電プロセスに起因するバッテリパック１０への損傷を最小化するために望ましい。
【００１６】
本技術の当業者であれば，本構成がバッテリパック１０に対して急速充電電流及び／又は均等化電流を供給するために使えることを認識するであろう。
【００１７】
図２は，本発明によるバッテリ充電器の第２実施例を示す。先の実施例の示すところは，ここに参考としてすべて組み入れられる。第１実施例と第２実施例との主な差異は，第２実施例ではバッテリパック１０の温度センシングデバイス１５への接続がないことである。本技術の当業者であれば，回路図の各要素の機能および相互作用についてのさらなる情報として，米国特許5,783,930を参照することができる。
【００１８】
図３は，本発明によるバッテリ充電器の第３実施例を示しており，そこで同一参照番号は同様の部品を示す。先の実施例の示すところは，ここに参考としてすべて組み入れられる。第１実施例と第３実施例との主な差異は，第３実施例では２以上の電流源（２２Ａ，２２Ｂ）を備えていることである。実際，設計者は望むだけ多くの電流源（２２Ａ，２２Ｂ・・・２２Ｎ）を使うことができる。本技術の当業者であれば，異なる電源の電流出力は，リップルＲを最小化するために，必ず同期しないようにするのが望ましいことを認識するであろう。
【００１９】
本技術の当業者であれば，ここに開示された手段以外の他の代替案を認識するであろう。しかし，それらの追加及び／又は代替はすべて本発明と均等なものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明によるバッテリパックおよび充電器の第１実施例のブロック図である。
【図２】本発明によるバッテリパックおよび充電器の第１実施例の回路図である。
【図３】本発明による充電器によって生じる出力電流の変化を示す図である。
【図４】本発明によるバッテリパックおよび充電器の第３実施例のブロック図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０    バッテリパック
１１    バッテリセル
１２    第１のバッテリ接点
１３    第２のバッテリ接点
１４    第３のバッテリ接点
１５    温度センシングデバイス
１６    正（Ｂ＋）端子
１７    負（Ｂ−）端子
２０    充電器
２１    コントローラ
２１Ｍ    メモリ
２２Ａ    電流源Ａ
２２Ｂ    電流源Ｂ
２２Ｎ    電流源Ｎ
２３    マイクロプロセッサ
２４    電力供給部
【図１】
2006311798.tif 000003
【図２】
2006311798.tif 000004
【図３】
2006311798.tif 000005
【図４】
2006311798.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月13日(2006.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006311798.tif 000007
【図２】
2006311798.tif 000008
【図３】
2006311798.tif 000009
【図４】
2006311798.tif 000010